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标题: 【上海校区】多线程1 [打印本页]

作者: 执迷不悟 时间: 2019-6-25 09:40
标题: 【上海校区】多线程1
本帖最后由执迷不悟于 2019-6-25 09:44 编辑

多线程1

1.1什么是线程

现代操作系统在运行一个程序时，会为其创建一个进程。例如，启动一个java程序，操作系统就会创建一个java的进程。现代操作系统调度的最小单位是线程，也叫轻量级进程，一个进程同时执行和创建多个任务，通常，每一个任务称为一个线程。

这些线程都拥有各自的计数器、堆栈和局部变量等属性，并且能够访问共享的内存变量（并发问题的根源）。处理器在这些线程上高速的切换（CPU分配时间片给每个线程），给人并发处理的感觉。

1.2为什么要使用线程

（1）更多的处理器核心

随着处理器的核心越来越多，现在大多数计算机比以往更加擅长处理并发。线程是大多数操作系统的最小单元，而一个线程在同一时刻只能在一个处理器核心上运行，试想一下，一个单线程程序在运行时只能使用一个处理器核心，那么再多的处理器核心也无法加入，也无法提升程序的执行效率。如果改程序使用多线程技术，将计算逻辑分配到多个处理器核心上，就会显著的减少程序的处理时间，并随着更多处理器核心的加入而变得更有效率。

（2）更快的响应

有时候我们会编写一些较为复杂的代码（指复杂业务），例如：一笔订单的创建，它包括插入订单数据、订单快照的生成、发送邮件通知卖家和记录货物销售的数量等。用户从点击“订购”开始，就需要等待这些操作全部完成才能看到结果，这么多操作如何能让它更快速的完成。

可以使用多线程技术，将数据一致性不强的操作派发给其他线程处理（也可以使用消息队列），如生成订单快照，发送邮件等。这样做的好处是响应用户请求的线程可以尽快的处理完成，缩短响应时间，提升用户体验。

1.3线程优先级

每一个线程都有优先级，每当程序调度器有机会选择新的线程，它首先选择的是优先级高的线程，默认情况下一个线程继承它父线程的优先级，可以使用setPriority提高或降低一个线程的优先级，可以设置1到10之间的任何值。但是优先级的高度依赖于系统，线程优先级被映射到宿主主机，优先级根据主机增加或减少。

运行下面可以看到线程优先级没有生效，优先级1和优先级10的结果非常相似，这表示程序的正确性不能依赖线程的优先级高低。

代码：

[Java] 纯文本查看 复制代码

public class Priority {

        private static volatile boolean notStart=true;

        private static volatile boolean notEnd=true;

        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

                List<Job> jobs = new ArrayList<Job>();

                for (int i = 0; i < 10; i++) {

                        //如果i小于5那个i=1，如果大于51=10

                        int priority =i < 5 ? Thread.MIN_PRIORITY:Thread.MAX_PRIORITY;

                        Job job = new Job(priority);//初始化job

                        jobs.add(job);

                        Thread thread = new Thread(job, "Thread"+i);//创建线程

                        thread.setPriority(priority);//设置优先级

                        thread.start();//启动线程

                }

                notStart=false;

                TimeUnit.SECONDS.sleep(10);

                notEnd=false;

                for (Job job : jobs) {

                        System.out.println("job priority："+job.priority+"== count："+job.jobCount);

                }

        }

        static class Job implements Runnable{

                private int priority;

                private long jobCount;

                public Job(int priority) {

                        this.priority=priority;

                }

                @Override

                public void run() {

                        while (notStart) {

                                Thread.yield();

                        }

                        while (notEnd) {

                                Thread.yield();

                                jobCount++;

                        }       

                }

        }

}

1.4线程的状态

Java线程在运行的生命周期中可能处于6中不同的状态，在给定的一个时刻，线程只能处于一个状态。

new	初始状态，线程被构造，但是还没有调用start()方法
runnable	运行状态，一旦调用start方法，线程处于runnable状态，一个可运行的线程可能正在运行也可能没有运行，这取决去操作其他给线程提供的运行时间。
blocked	阻塞状态，当一个线程处于被阻塞和等待状态，它不运行任何代码且消耗的资源最少，当一个线程视图获取一个内部对象锁，而该锁被其他对象持有，则该线程进入阻塞状态，当所有线程释放该锁，并且线程调度器允许本线程持有它的时候，该线程变成非阻塞状态。
Waiting	等待状态，表示线程进入等待状态，该状态表示当前线程需要等待其他线程做出一些特定的动作（通知或中断）
timed Waiting	计时等待，有几个方法有一个超时参数，调用它们导致线程进入计时等待状态，这一状态将保持到超时期满或者接收到适当的通知，带有超时参数方法有Tread.sleep和Object.wait、Tread.Jion、Lock.Trylock以及Condition.await的计时版。
Terminated	终止状态，线程因如下两个原因之一而被中止： 1.run方法正常退出而自然消亡。 2.因为一个没有捕获的异常终止了run方法而意外死亡。

线程的状态变迁：

1.5 Daemon线程

可以通过调用setDaemon将一个线程转换为守护线程，守护线程唯一的用处就是为其他线程提供服务，比如计时线程就是一个例子，它定时发送信号给其他线程或清空高速缓存项的线程，但只剩下一个守护线程，那么守护线程就不需要存在，虚拟机就会退出。

2 启动和终止线程

2.1 构造线程

在线程运行之前首先需要构造一个线程对象，线程对象在构造的时候需要提供线程所需的属性。如线程所属的线程组、线程优先级、是否是Daemon线程等信息。

2.2启动线程

线程对象在初始化完成之后，调用start()方法就可以启动线程，当前线程（即parent线程）同步告知java虚拟机，只要线程调度器空闲，应立即启动调用start()方法的线程。

注意：在启动一个线程前最好个线程起一个名字，方便于问题的排查

2.3理解中断

中断好比其他线程对该线程打了个招呼，其他线程通过调用该线程的interrupt()方法对其进行中断（线程的默认状态是false），线程标识被重置为true，表示该线程的状态为中断。

线程通过isInterrupted()来判断是否被中断，也可以调用静态方法Thread.interrupted()对当前线程进行复位。在调用isInterrupted依旧会返回false，当前线程调用interruped()方法返回线程中断状态，并且会将线程中断状态重置为false。详情请看API.

中断测试：

[Java] 纯文本查看 复制代码

public class InterruptedTest implements Runnable{

private static Thread thread;

@Test

    public void test(){

thread = new Thread(new InterruptedTest(),"InterruptedTest");

thread.setDaemon(true);

thread.start();

}

@Override

public void run() {

thread.interrupt();//中断线程

boolean interrupted2 = thread.interrupted();//获取线程状态，并将线程状态重置为false

System.out.println(interrupted2);//被中断true，

boolean interrupted = Thread.interrupted();//获取当前状态，false

System.out.println(interrupted);

boolean interrupted3 = Thread.interrupted();//获取当前状态，false

System.out.println(interrupted3);

}

}

2.4过期的suspend()、resume()和stop()

这些API都是过期的不建议使用，以suspend()方法为例，在调用后线程不会释放占有的资源（比如锁），而是带着资源进入休眠状态，如果线程死亡就会出现死锁问题。Stop()方法在终结线程时不会保证线程的资源正常释放。

2.5安全地终止线程

使用boolean变量手动控制线程，是否需要停止任务并终止该线程。

[Java] 纯文本查看 复制代码

public class Shutdown {

public static void main(String[] args) throws Exception {
      Runner one = new Runner();
      Thread countThread = new Thread(one, "CountThread");
      countThread.start();
      // 睡眠1秒，main线程对CountThread进行中断，使CountThread能够感知中断而结束
      TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
      countThread.interrupt();
      Runner two = new Runner();
      countThread = new Thread(two, "CountThread");
      countThread.start();
      // 睡眠1秒，main线程对Runner two进行取消，使CountThread能够感知on为false而结束
      TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
      two.cancel();
}
private static class Runner implements Runnable {
      private long          i;
      private volatile boolean on = true;
      @Override
      public void run() {
         while (on && !Thread.currentThread().isInterrupted()) {
            i++;
         }
         System.out.println("Count i = " + i);
      }
      public void cancel() {
         on = false;
      }
}
}

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